專利名稱：鉆孔工具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種按權利要求1前序部分的鉆孔工具，特別是巖石鉆頭。
為了在水泥、磚墻、巖石等等上加工孔采用一種鉆孔工具，它具有一帶有由刀具材料，尤其是硬質合金制成的刀刃的鉆削頭。鉆孔工具通常裝在手工導動的鉆孔器械內，它們除了鉆孔工具的旋轉驅動外還產生軸向沖擊。軸向沖擊傳遞到安裝在鉆孔器械刀具夾頭內的鉆孔工具刀柄上，并通過柄部和鉆削頭傳到待加工基體上。用這種方式基體被刮削、鑿削地加工并成片地切除掉。除了在可達到的鉆孔進度方面有高的要求和需要消耗很大的力以外鉆孔工具還應該具有盡可能長的使用壽命。
由現有技術狀況已知一系列的鉆孔工具，它們在正常的工作條件下其特點是在可以承受的動力消耗的情況下有滿意的鉆孔進度。這些已知鉆孔工具在正常的應用條件下能夠達到的使用壽命也是可以接受的。例如在EP-A-0 669 448中敘述了一種這一類型的鉆孔工具。這種已知鉆孔工具具有一帶有用于手工導動的鉆孔器械的插入端的柄部。在相對的末端上設有鉆削頭，它具有三條切削刃，它們設置在星形地分布的硬質合金嵌件上，刀刃通過鉆削頭排屑槽相互隔開，它們通入鉆肩排出槽，這些排屑槽螺旋形地環繞柄部。具有小的和中等鉆頭直徑的這種已知鉆孔工具能滿足尤其是專業使用者提出的各種要求，而對于具有較大直徑的鉆孔工具則還有一定的改進潛力。特別是在鋼筋混凝土中加工孔時在碰到鋼筋時可能出現鉆孔工具的卡死或刀刃的崩裂。隨著鉆削頭直徑的加大卡死的危險也增大。
因此本發明的目的是消除現有技術水平的鉆孔工具的這些缺點。應該創造一種鉆孔工具，用這種工具時不管鉆削頭的直徑多大，即使在鋼筋水泥中加工孔時也降低鉆削頭在鋼筋條處卡死的危險。這種鉆孔工具應該在消耗小的力時具有良好的鉆孔進度并有長的使用壽命。
這個任務的解決方案是具有在權利要求1特征部分所列出的特征的鉆孔工具。本發明優選的實施方案和/或改進是從屬權利要求的內容。由本發明制造的鉆孔工具、特別是鑿巖鉆頭，具有一柄部，其一端連接在一用于鉆孔器械的刀夾的插入端上。其另一端具有一至少帶有兩條由硬質合金制成的刀刃的鉆削頭，刀刃徑向伸出鉆削頭的圓周。頭部排屑槽至少部分分布在硬質合金刀刃之間，它們通入至少一條在柄部螺旋形環繞的排屑槽內。鉆削頭的結構做成這樣，使鉆削頭至少在硬質合金刀刃中的兩條的區域內具有徑向超出柄部圓周的擴展的外圍輪廓。
通過在硬質合金刀刃區域內按本發明的鉆削頭結構減小了它的徑向超出量。由此抵消了徑向伸出的硬質合金刀刃在碰到鋼筋時卡死的傾向，而不由此明顯增加鉆孔工具在孔內的摩擦力。在安裝在圓周區域內的、小片狀的、構成硬質合金刀刃的硬質合金嵌件的情況下嵌件特別是在根部區域得到更好的支承。通過更好地埋入鉆削頭內減小了硬質合金嵌件松動和掉落的危險，延長了鉆孔工具的使用壽命。
以合適的方式相對于柄部具有徑向擴展的外圍輪廓的鉆削頭區域具有一最大的徑向超出量，它大約為柄部半徑的2％至10％。在徑向超出量在這個范圍內時硬質合金刀刃的支承有明顯的改善，而不明顯提高與孔壁的摩擦。
在本發明的一種優良方案中具有徑向擴展的外圍輪廓的鉆削頭區域向硬質合金刀刃的側面導向區兩側約5°至30°的角度范圍內延伸，側導向區的徑向延伸改善鉆孔工具在碰到鋼筋時的性能。設置在硬質合金刀片上的刀刃具有一在鉆削頭材料內的在圓周方向的更好的埋入。由此埋入的硬質合金刀刃對于在切除材料時作用在圓周方向的橫向力不再這么敏感。
在設置在硬質合金嵌件上的埋入鉆削頭內的刀刃的情況下，如果帶有徑向擴展的外圍輪廓的鉆削頭區域具有至少相當于埋入的硬質合金刀片的根部區域的軸向長度的軸向長度，那么證明是合適的。硬質合金刀刃埋入鉆削頭內的根部區域支承在其整個軸向長度上。防止硬質合金刀刃在鋼筋處的卡死。相反硬質合金刀刃通過按本發明的埋入比較柔和地沿鋼筋滑過。
由于鉆削頭在頭部排屑槽區域內的假想外圍輪廓到中心線的徑向距離比硬質合金刀刃在側面導向區內的小，在工作時摩擦阻力減小，并可以改善鉆孔進度。
為了能夠更可靠地避免在碰到鋼筋時由與結構有關的棱邊引起的撞擊和卡死，如果擴展的外圍輪廓向一鄰近的頭部排屑槽，特別是在刀刃旋轉方向前方緊靠的棱邊處實現連續的彎曲過渡，證明是有益的。用這種方法便已經排除了引起鉆孔工具可能卡死的原因。在碰到鋼筋的情況下鉆孔工具連續地沿鋼筋滑動。特別是緊靠旋轉方向前方的“棱邊”是倒圓的。由此實現向刀刃側面導向區的差不多是連續的過渡，并減小了鉆削頭上的棱邊在鋼筋處卡死的危險。
在本發明的一種方案中鉆孔工具具有一有三條突出于其圓周的硬質合金刀刃的鉆削頭。這里硬質合金刀刃最好對稱地星形分布，并分別通過一基本上軸向分布的頭部排屑槽相互隔開。
為了減小在工作時在已經鉆出的孔壁上出現的摩擦，如果鉆削頭在硬質合金刀刃的整個側面導向區內具有大于柄部的直徑，證明是有利的。
在本發明的一種方案中徑向突出于鉆削頭圓周的硬質合金刀刃設置在片狀嵌件上，它裝在鉆削頭的端面上。每個片狀嵌件具有一側向導向面，它相對于鉆削頭區域的軸向長度以加大的外圍輪廓這樣地傾斜分布，使片狀嵌件在其自由端處相對于鉆削頭具有比在埋入的根部處大的徑向超出量。在按本發明的鉆孔工具的一種實施方案中刀片的刀棱從完全埋入擴展的鉆削頭區域的根部出發徑向向外向自由端方向延伸。由此在刀片具有非常好的徑向支承的情況下保證足夠的徑向超出量，以便能使在孔壁上的摩擦保持很小。
出于制造技術方面的原因在本發明的另一種方案中鉆削頭適宜地整體由硬質合金組成。這種方案較高的費用通過硬質合金刀頭非常簡單、幾乎是可以任意選擇的造型的優點得到更多的補償。其中還應該考慮在安裝時方便的優點。
下面參照在附圖中示意表示的實施例對本發明作較詳細的說明。附圖以比例不太準的視圖表示，其中

圖1按本發明的鉆孔工具的前端部分的側視圖；圖2圖1中的鉆孔工具的頂視圖；圖3按圖2的頂視圖的局部視圖；圖4鉆孔工具在相對于圖1旋轉一個角度的位置上的局部側視圖；和圖5本發明第二種實施例的頂視圖。
在圖1～4中以不同的視圖表示按本發明的鉆孔工具的第一個實施例，并且整體以參考符號1表示。例如是一個鑿巖鉆頭的鉆孔工具，包括一柄部2，其沒有具體畫出來的一個末端連接在用于鉆孔器械的刀夾的插入端上。柄部2設有螺旋形環繞的排屑槽3，它用來在工作時排出鉆屑。在柄部2相對的一端設有一鉆削頭4，它具有由硬質合金組成的刀刃5、6。在按圖1和2的所示實施例中鉆削頭4上設有兩種刀刃。在其中心區域鉆削頭4具有一基本上做成星形的、三條放射線的中心刀刃6，它們的徑向長度基本上局限于鉆削頭4的中心區域。在鉆削頭4的圓周區域設有另三條刀刃5，它們基本上徑向延伸，并徑向突出于鉆削頭4的圓周。這些圓周刀刃5例如做在硬質合金的片狀嵌件上，它們以根部埋入鉆削頭4端面上大致徑向分布的槽內。三條刀刃5例如以勻均的角間距相互分布在鉆削頭4的圓周上。在圓周刀刃5之間分別設有頭部槽7，它們通入螺旋形環繞在柄部上的排屑槽3內。其中每條頭部槽7可以配設一條排屑槽3。但是也可以設置少于頭部槽7的排屑槽3。在這種情況下例如兩條頭部槽7通入同一條排屑槽3。
如由圖1～4所見，鉆削頭4在由硬質合金組成的圓周刀刃5的區域內具有擴展的外圍輪廓8，它徑向突出于柄部2的圓周9。為了看得清楚起見，具有徑向擴展的外圍輪廓8的鉆削頭區域的徑向超出量在圖2中跨大畫出。最大徑向超出量r(圖4)由徑向擴展的鉆削頭區域8的最大距離a相對于柄部2的半徑S的差值得到。最大徑向超出量r最好為柄部半徑S的約2％至10％。按所示實施例徑向擴展的鉆削頭區域8向硬質合金刀刃5的側導向區10兩側延伸一角度區域α，它大致等于5°至30°。在圖4中表示了徑向擴展的鉆削頭區域8的軸向長度l，并且至少等于或大于刀刃5埋入鉆削頭4內的根部區域的長度是有益的。其次如由圖4所見，圓周刀刃5的側導向面10相對于擴展的鉆削頭區域8的軸向長度l傾斜分布。由于側導向面10的傾斜，它從埋入的根部區域出發向外，離開鉆削頭4的圓周，圓周刀刃5在其自由端處具有大于根部區域處的徑向超出量。如圖3中所示，具有擴展的外圍輪廓8的鉆削頭區域向鄰近的頭部槽7的過渡做成圓弧形的。特別是在旋轉方向在緊靠所屬刀刃5前方的頭部槽7的棱邊最好倒圓，尤其是連續的圓弧過渡。
在圖5中所示的按本發明的鉆孔工具的第二個實施例整體用參考符號21表示。它與按圖1～4的第一個實施例的主要區別在于設置在柄部22上的鉆削頭24具有三條刀刃25，它們大致星形分布并且從中心鉆削頭區域徑向向鉆削頭24的圓周延伸。此三條硬質合金刀刃25在徑向突出于鉆削頭24，并通過頭部排屑槽27相互隔開。同樣示出了鉆削頭24的徑向擴展區28，它們在刀刃25區域內延伸，并徑向超出柄部22的圓周29。
如圖所示，鉆削頭4或24具有刀刃5、6或25，它們設置在可固定在鉆削頭4或24端面上的硬質合金嵌件上。也可以考慮，鉆削頭具有比柄部大的直徑。其中鉆削頭在頭部排屑槽區域內的外圍輪廓具有比在設置在圓周上的刀刃的側導向區內小的徑向軸心距。在一種沒有畫出來的本發明的實施方案中特別是鉆削頭也可以整體由硬質合金制成。本發明用具有三條分布在鉆削頭圓周上的刀刃的鉆孔工具為例加以說明，當然在鉆孔工具中也可以采用按本發明的這樣的結構，它只有兩條或者多于三條圓周刀刃。
權利要求
1．鉆孔工具，特別是鑿巖鉆頭，具有一柄部(2；22)，其一端連接在一用于鉆孔器械的刀夾上的插入端上，另一端具有一至少帶兩條由硬質合金構成的刀刃(5；25)的鉆削頭(4；24)，刀刃徑向突出于鉆削頭(4；24)的圓周，頭部排屑槽(7；27)至少部分分布在刀刃之間，它們通入至少一條螺旋形環繞在柄部(2)上的排屑槽3內，其特征在于鉆削頭(4；24)至少在兩個硬質合金刀刃(5；25)區域內具有擴展的外圍輪廓(8；28)，它徑向突出于柄部(2；22)的圓周(9；29)。
2．按權利要求1的鉆孔工具，其特征在于具有徑向擴展的外圍輪廓的鉆削頭區域(8；28)相對于柄部(2；22)具有一最大徑向超出量(8)，它大致等于柄部半徑(S)的2％至10％。
3．按權利要求1或2的鉆孔工具，其特征在于具有徑向擴展外圍輪廓的鉆削頭區域(8)向硬質合金刀刃的側導向區(10)兩側延伸一約5°至30°的角度區域(α)。
4．按權利要求1-3之任一項的鉆孔工具，其特征在于具有徑向擴展外圍輪廓的鉆削頭區域(8)具有一軸向長度(l)，它至少相當于硬質合金刀刃(5)埋入鉆削頭(4)內的根部區域的軸向長度。
5．按上述權利要求之任一項的鉆孔工具，其特征在于鉆削頭在頭部排屑槽區域內的外圍輪廓到軸心線具有比硬質合金刀刃的側導向區小的徑向距離。
6．按權利要求5的鉆孔工具，其特征在于從擴展的外圍輪廓到相鄰的頭部排屑槽的過渡，特別是在刀刃(5)旋轉方向(R)前方的棱邊(11)處，連續地平滑進行。
7．按上述權利要求之任一項的鉆孔工具，其特征在于鉆削頭(24)具有三條突出于其圓周的硬質合金刀刃(25)，它最好對稱地星形分布，并各自通過一基本上軸向分布的頭部排屑槽(27)相互隔開。
8．按權利要求1-6之任一項的鉆孔工具，其特征在于鉆削頭配備四條突出于其圓周的硬質合金刀刃，并在硬質合金刀刃區域內有一徑向突出于柄部圓周的外圍輪廓。
9．按權利要求1-5之任一項的鉆孔工具，其特征在于鉆削頭在硬質合金刀刃(5)的整個側導向區(10)內具有大于柄部(2)的直徑。
10．按上述權利要求之任一項的鉆孔工具，其特征在于徑向突出于鉆削頭(4)圓周的硬質合金刀刃(5)設置在片狀嵌件上，它們裝在鉆削頭(4)的端面上，其中每個片狀嵌件具有一側導向面(10)，它相對于具有擴展的外圍輪廓的鉆削頭區域(8)的軸向長度(l)這樣地傾斜分布，使片狀嵌件在其自由端處相對于鉆削頭(4)具有一比在埋入的根部處大的徑向超出量。
11．按權利要求1-8之任一項的鉆孔工具，其特征在于鉆削頭(4；24)整體由硬質合金組成。
全文摘要
鉆孔工具,特別是鑿巖鉆頭,具有一柄部(2),其一端連接在用于鉆削器械刀夾的插入端上,其另一端具有一至少帶兩條由硬質合金構成的刀刃(5)的鉆削頭(4),刀刃徑向突出于鉆削頭(4)的圓周。頭部排屑槽(7)至少部分分布在硬質合金刀刃(5)之間,頭部排屑槽通入至少一條螺旋形地環繞柄部(2)的排屑槽(3)內。鉆削頭(4)的結構做成這樣,使鉆削頭(4)至少在兩條硬質合金刀刃的區域內具有一擴展的外圍輪廓(8),它徑向突出于柄部(2)的圓周(9)。
文檔編號E21B10/44GK1287898SQ0012632
公開日2001年3月21日 申請日期2000年9月4日 優先權日1999年9月9日
發明者克萊恩·沃納, 邦格爾斯-安布羅修斯·漢斯-沃納 申請人:希爾蒂股份公司